重点介绍胚芽精米优点的基础上，详细论述了小型胚芽精米机的工作原理、总体结构，以及核心工作部件的结构设计，分析了设计过程中影响留胚率的主要因素。
胚芽精米是日本女子营养大学校长香川绫女士于1975年倡导并提出来的。按照日本的标准规定，在保证与普通大米相同的加工精度条件下，米胚的保留率在80%以上的大米被称为胚芽精米。而普通白米在碾白过程中，大部分胚芽被碾掉。白米因胚芽被破坏，其营养价值只有胚芽精米的50%左右。根据营养学家的研究，米的胚芽中含有多种对人体有益的微量元素、维生素和不饱和脂肪酸，可谓米的精华所在。因此，胚芽精米在日、美等发达国家备受青睐。
生产胚芽精米的碾米机械称为胚芽精米机。日本对胚芽米的研究一直走在前列，并提出一些理论和加工方法，生产出了专用设备。目前，我国对胚芽米的研究、生产还几乎处于空白状况。近年来，个别粮食加工企业为满足市场对胚芽精米的需求，从日、美等发达国家进口了少量胚芽精米机，但由于其价格昂贵和售后服务不便等原因，不适合我国国情。随着人们生活水平的提高，胚芽米的需求日益增大。依托江苏省农机三项工程项目，农业部南京农业机械化研究所研制开发了针对城镇超市、家庭，以及农村小型稻米加工专业户使用的小型胚芽精米机。
1 工作原理和结构
糙米的形状为扁椭球体或卵圆体，胚芽位于米粒腹部的下端，组织松散，占整个谷粒质量的2.0%~3.5%，含有较多的脂肪，加工时极易脱落。普通精米机在碾白糙米时，80%的胚芽被碾掉，生产不出合格的胚芽精米。因此碾制胚芽精米必须采用特殊的碾米工艺和设备（即胚芽精米机） 来完成。
胚芽精米的碾白工艺与普通白米基本相同，即糙米在碾米机碾白室内轴向输送，经过翻滚、相互挤压后产生精米。但是由于胚芽米自身的特点，既要有很高的留胚率，又要达到普通大米的精度，所以加工时必须遵循“轻碾多碾”的原则，普通的碾米机难以做到这一点，故需要设计专用胚芽精米机。根据碾白工艺，碾白压力和碾白过程中的温升是影响胚芽精米出米率的2个重要因素，只有对这2 个因素综合考虑和控制，才能生产出合格的胚芽精米。
胚芽精米机总体结构见图1，胚芽精米机操作流程框见图2。
2 核心部件的设计
该小型胚芽精米机主要由除石机构、提升机构、送风机构、碾白机构，以及糠米分离机构等组成，为了提高胚芽精米机的出米率和留胚率，所有部件的设计都围绕在降低碾白过程中米粒的温升和控制碾白压力这2个因素来考虑。在胚芽精米机的设计中，影响留胚率最主要的参数是碾白间隙、碾辊结构及碾白温升等。
2.1 螺旋输送
待加工物料经过下进料口进入除石机构，在筛除杂质后，经过螺旋提升搅龙提升后进入碾白室，提升的同时可以通过调节喂入量以及出料口的大小来调整碾白室内的压力。物料经提升搅龙螺旋输送，至搅龙顶端后落入上部料斗，这种进料方式的优点在于可以精确控制输送速度，流量均匀，可稳定在某一固定数值，且物料的翻转程度易控制，既增大碾白进口段米粒流体的密度，又保证碾白压力的稳定。
2.2 喷风碾米与中空碾辊
普通摩擦式碾米机属于压力碾白，通过施加于米粒上的较大的擦离作用，达到去除表皮的目的，碎米率高，同时由于碾白压力大，碰撞运动剧烈，导致米粒在碾白室内不断地翻滚，从而使米粒两端遭到过碾，米胚很容易被碾掉。胚芽精米机碾白机构见图3。
胚芽精米机碾白机构中的碾辊，采用的是空心铁辊，碾辊中空，用厚壁无缝钢管制成，在辊筒面上开浅槽并安装螺旋式钢筋，加工好的钢筋经热处理后，表面耐磨，使用寿命长。碾辊根据研削原理，通过碾辊表面的螺旋碾刃作用于糙米表面，达到去除糙米皮层的目的，并且可以达到稻米在碾辊全长上均匀碾白的目的；另外，碾削米机碾白室内压力小，所以碰撞、翻滚都较缓和，有利于保留胚芽，排糠分配效果较好。通过送风机构喷风，由碾辊头进风，浅槽出风，可以降低碾白过程中的米粒温升，对于含水量较高的米，可以加速水分蒸发，有利于保持较好的米粒截面硬度而少出碎米，同时降低碾白室温度，米糠不易糊筛；喷风可以加强米粒的翻滚运动，有利于提高碾白的均匀程度，防止米粒局部过碾，降低碎米率，且有利于对胚芽的保护。
作为胚芽精米机，希望米粒在碾白间隙内翻腾现象较少，但这又不利于均匀碾白。间隙大，米粒翻滚的可能性增大，间隙小，限制了米粒翻滚，米粒易呈有序运动，故碾白间隙宜小不宜大。根据这个因素，多角形筛网就不适用于胚芽精米机，由于多角形筛网的碾白间隙不一致，在碾白间隙小的位置，对糙米产生了过分的挤压，以致应力超过了稻米的生物屈服强度，在碾白间隙大的地方，稻米又受到剧烈的碰撞，因而胚芽容易脱落，并且产生了大量的碎米。因此该小型胚芽精米机采用了圆型筛网。
2.3 出料机构
胚芽精米机在碾白完成后，采用米糠分离出料，通过风力排糠，既提高了精米品质，又可以起到在多次碾白前降低米温和减少碎米的作用。
该胚芽精米机的精米出料口采用压力门机构，即由调节盘、弹簧、调节杆，以及回流装置等组成出料口机构。出口处间隙小，出口压力大，即碾白室内压力大，这有利于提高碾白效果，但会降低留胚率；反之出口间隙大则效果相反。同时回流装置可以使首次碾白后品质不高的精米回流至碾白室，进行二次碾白或多次碾白。首次碾白时，碾白效果不明显，主要是起到开糙的作用，留胚率为99%左右。从第2 次碾白开始，随着碾白次数的增加，留胚率基本呈线性关系降低，碾削作用加强，去皮能力也相应加强，但对胚芽的损伤也在增加。正常情况下，一般经三次碾白，留胚率应在80%以上，且达到碾白要求。
3 主要技术参数
根据设备的使用对象及场所（主要针对城镇超市、家庭，以及农村小型稻米加工户），确定小型胚芽精米机的性能指标。
生产率：160~200 kg/h；
留胚率：≥80%；
碎米率：≤10%；
精米电机：2.2 kW；
搅龙电机：0.1 kW；
除石电机：0.1 kW；
适应电源：220 V。
4 结束语
在设计小型胚芽精米机的过程中，为保证最大留胚率，遵循“轻碾多碾”的原则，综合考虑了精米碾白过程中影响温升和压力的多个因素，是一种能在降低稻米加工过程中的增碎现象、提高出米率、提高大米精度的同时，最大限度地保持米粒质地结构的小型稻米加工机械；是为城镇超市、家庭，以及农村小型稻米加工专业户提供的一种先进、适用、经济、高效的稻米加工机具，并在提高生产性能和机械性能的同时，保持了米粒的营养成分，满足了人们对食用健康米和新鲜米的需求。
首页
